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專利名稱：數字式溶液濃度測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量系統，更具體地說，它涉及一種數字式溶液濃度測量系統。
背景技術：
目前，由比重法測量溶液濃度多是先取樣，然后再用液體比重計測量樣品比重，用溫度計測量被測溶液溫度。最后查溶液濃度與比重、溫度關系表得到溶液濃度。這種方法手動操作，人工觀測讀數，讀數誤差因人而異，而且不同溶液需要查不同圖表，不能自動進行數據顯示與采集，不能實時測量，難以實現自動控制。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有使用方便、快捷、精確地進行測量的數字式溶液濃度測量系統。
本發明的技術方案是，一種數字式溶液濃度測量系統，其特點是，它由杠桿式液體比重測量裝置、溫度傳感器、A/D轉換器、單片機、數顯電路或與計算機連接而成；所述的杠桿式液體比重測量裝置它包括處在液體中的浮子、主杠桿、副杠桿、放大器、永久磁鐵、反饋線圈，浮子置于主杠桿的一端，主杠桿支點設在中間；主杠桿和副杠桿通過連動塊連接，副杠桿上設有位移檢測片，位移檢測器置于位移檢測片下面，副杠桿支點設于其一端，另一端設有偏置彈簧調零器，副杠桿上置有反饋線圈，反饋線圈置于永久磁鐵S、N和N、S極中間，位移檢測器通過檢測放大電路與反饋線圈相連接。由浮子測得溶液的比重電信號和由溫度傳感器插入溶液測得的溶液溫度電信號通過A/D轉換器送入單片機。
所述的溫度傳感器采用常規的熱電偶或其他電子溫度傳感器。
本發明的有益效果是本發明具有使用便捷、精確、能夠實現溶液濃度自動測量，可快捷的進行計算機數據采集與自動數字顯示功能，提高了工作效率。


圖1是本發明原理結構圖；圖2是杠桿式液體比重測量裝置結構示意圖；圖3是檢測放大電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的描述由圖1、圖2所示，一種數字式溶液濃度測量系統，其特征在于，它由杠桿式液體比重測量裝置、溫度傳感器、A/D轉換器、單片機、數顯電路或與計算機連接而成；所述的杠桿式液體比重測量裝置它包括處在液體1中的浮子2、主杠桿3、副杠桿6、放大器7、永久磁鐵10、反饋線圈11，浮子2為金屬材料，置于主杠桿3的一端，主杠桿3的支點O1設在杠桿中間；主杠桿3和副杠桿6通過連動塊12連接，副杠桿6上設有位移檢測片5，位移檢測器4置于位移檢測片5下面，副杠桿6支點O2在其一端，另一端設有偏置彈簧調零器8，副杠桿6上置有反饋線圈11，反饋線圈11置于永久磁鐵10的S、N和N、S極中間，位移檢測器4通過檢測放大電路7及電阻13與線圈11相連接。沉浸在液體1中的浮子2受到液體浮力作用上移，通過推動主杠桿3帶動副杠桿6上的位移檢測片5移動，移動的位移與浮子受到的浮力成正比，位移檢測器4測得與位移檢測片5位移成正比的電流信號。由于浮力等于液體比重與浮子排開被測液體體積的積，所以位移檢測器4測得電流信號與液體比重大小成正比，該電流信號可以測得被測液體比重。由位移檢測器4測得溶液的比重電信號和由溫度傳感器插入溶液測得的溶液溫度電信號通過A/D轉換器送入單片機或接入計算機。
由圖2所示，在所述的永久磁鐵10一側S極上置有磁分路調節螺釘9。
由圖3所示，所述的檢測放大電路7由Rw、Rx、R1組成的橋路和放大器A組成，Rx為位移檢測器4中高頻振蕩器的阻抗，R0為負載電阻。當位移檢測片5與位移檢測器4之間的位移發生變化時，Rx的值將發生變化。測量之前，調節橋路中的電阻Rw，使通過負載R0的電流為零。
本發明原理結合圖1、圖2作一說明，在使用前首先調整好零位。然后將浮子完全浸入被測液體中，由于被測液體比重不同，浮子受到的浮力不同，在浮力作用下，杠桿系統將產生一個與浮力相應的位移信號，檢測放大電路將此位移信號轉換成為標準電流信號，該標準電流信號，一方面通過電磁反饋系統產生一電磁反饋力矩作用于杠桿系統使其到達新的平衡，另一方面該電流信號通過A/D轉換器，送入單片機，并通過顯示器直接顯示出被測液體的比重，或進行遠程傳輸，與計算機進行遠距離通信，將比重值自動采集到計算機中。本發明在測量前首先調節零點，通過調節偏置彈簧調零器8來實現，調零器8也可實現量程遷移。使用時，當浮子不受浮力作用時，檢測放大電路的輸出電流為零，當被測液體加入容器中，將浮子2完全浸入被測液體中，浮子2的浮力作用于主杠桿3上，主杠桿3以O1為支點將此力通過連動塊12傳遞給副杠桿6，副杠桿6以O2為支點發生偏移，同時帶動副杠桿6上的位移檢測片5移動，高頻位移檢測器4檢測位移檢測片5的位移并轉換成與其成比例的標準電流信號，將該標準電流信號輸入放在永久磁鐵10中的反饋線圈11，反饋線圈11產生一反饋力作用于副杠桿6上，一方面使杠桿系統達到新的平衡態，該電流信號與浮子2所受的浮力成正比，由于浮力等于液體比重與浮子排開被測液體體積的積，所以位移檢測器4測得電流信號與液體比重大小成正比，該電流信號可以測得被測液體比重。所述的溫度傳感器采用常規的熱電偶或其他電子溫度傳感器，目前技術已十分成熟，直接將滿足被測溶液測量范圍、抗腐蝕等要求的熱電偶或其他電信號測溫傳感器插入被測溶液中即可獲得溶液溫度電信號。將已經公開發表、得到廣泛應用和認可的液體濃度與溫度、比重關系圖表編制成程序存于單片機或計算機，通過被測液體比重、溫度信號可由程序計算得到該液體的濃度值。通過顯示器直接顯示被測溶液的濃度，或進行遠程傳輸，與計算機進行遠距離通信。
權利要求
1.一種數字式溶液濃度測量系統，其特征在于，它由杠桿式液體比重測量裝置、溫度傳感器、A/D轉換器、單片機、數顯電路或與計算機連接而成；所述的杠桿式液體比重測量裝置它包括處在液體(1)中的浮子(2)、主杠桿(3)、副杠桿(6)、放大器(7)、永久磁鐵(10)、反饋線圈(11)，浮子(2)置于主杠桿(3)的一端，主杠桿(3)中間設有支點01；主杠桿(3)和副杠桿(6)通過連動塊(12)連接，副杠桿(6)上設有位移檢測片(5)，位移檢測器(4)置于位移檢測片(5)下面，副杠桿(6)一端設為支點02，另一端設有偏置彈簧調零器(8)，副杠桿(6)上置有反饋線圈(11)，反饋線圈(11)置于永久磁鐵(10)S、N和N、S極中間，位移檢測器(4)通過檢測放大電路(7)及電阻(13)與線圈(11)相連接。由浮子(2)在溶液上的上下浮動通過主杠桿(3)帶動副杠桿(6)上的位移檢測片(5)的移動，由位移檢測器(4)測得溶液的比重電信號和由溫度傳感器插入溶液測得的溶液溫度電信號通過A/D轉換器送入單片機或接入計算機。
2.根據權利要求1所述的數字式溶液濃度測量系統，其特征在于，在所述的永久磁鐵(10)一側S極上置有磁分路調節螺釘(9)。
3.根據權利要求1所述的數字式溶液濃度測量系統，其特征在于，在所述的檢測放大電路(7)由Rw、Rx、R1組成的橋路和放大器A組成，Rx為位移檢測器(4)中高頻振蕩器的阻抗，R0為負載電阻。
全文摘要
本發明公開了一種數字式溶液濃度測量系統，特點是，它由比重測量裝置、溫度傳感器、A/D轉換器、單片機、數顯電路或與計算機連接而成；比重測量裝置包括浮子、主杠桿、副杠桿、放大器、永久磁鐵、反饋線圈，浮子置于主杠桿的一端，主杠桿支點設在其中間；主杠桿和副杠桿通過連動塊連接，副杠桿上設有位移檢測片，位移檢測器置于位移檢測片下面，副杠桿的一端設有支點，另一端設有調零器，副杠桿上置有反饋線圈，反饋線圈置于永久磁鐵中間，位移檢測器通過檢測放大電路與反饋線圈相連接。本發明具有使用便捷、精確、能夠實現液體濃度自動測量，進行計算機數據采集與數字顯示等功能，提高了工作效率。
文檔編號G01N9/00GK1699958SQ200510026120
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月24日 優先權日2005年5月24日
發明者崔曉鈺, 于蓮芝, 石景禎 申請人:上海理工大學